Bien que son patronyme soit de consonance anglo-saxonne, Bob Hartley est un franco-ontarien. Sa langue maternelle est le français. Il a appris l'anglais à l'école et le parle avec un accent français.
Il occupe ce poste deux saisons puis avant le début de la saison 1996-97, il devient l'entraîneur des Bears de Hershey avec qui il remporte la Coupe Calder dès la première saison. Il ne reste encore une fois que deux saisons avec l'équipe avant de faire le grand saut qui le mène derrière le banc d'une franchise de la Ligue nationale de hockey : l'Avalanche du Colorado. Il prend alors la place de Marc Crawford[2].
Avec l'Avalanche, il va remporter la Coupe Stanley2001 en battant en finale les Devils du New Jersey, coupe qu'il emmène faire un tour dans son village natal[3].
Sa collaboration avec l'Avalanche prend fin en décembre 2002 alors que l'équipe connaît un départ calamiteux. Il est remplacé par Tony Granato. Il a alors les meilleurs statistiques pour un entraîneur de l'Avalanche avec 359 matchs et 193 victoires[4].
En 2007, il est sélectionné pour être l'entraîneur adjoint de la association de l'Est pour le 55eMatch des étoiles de la LNH[5]. Le 10 octobre 2007, après six défaites de son équipe, il est congédié de son poste et remplacé par Don Waddell, directeur général de la franchise[6].
En janvier 2011, il est engagé par le réseau TVA à titre d'entraîneur-chef de l'équipe de la Ville de Québec pour affronter la Ville de Montréal dans une série télé-réalité de 4 matchs. L'entraîneur-chef de l'équipe de Montréal est Patrice Brisebois[7].
En 2011, il a paraphé un contrat de deux ans comme entraîneur chef avec les Lions de Zurich, une équipe évoluant dans la Ligue nationale A suisse. Il avait également eu la possibilité de devenir entraîneur chef pour une équipe russe de la KHL, le Lokomotiv Iaroslavl.[réf. nécessaire]
Le , il est officiellement nommé entraîneur-chef des Flames de Calgary par le directeur-général Jay Feaster. Il effectue alors un retour au sein de le LNH après 5 années d’absence[8].